螺旋起重器設計說明書.docx

此文檔收集于網(wǎng)絡，僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除裝 訂線 螺旋起重器設計計算說明書班級：姓名： 學號：設計要求：題 號起重量Q（kN）起升高度(mm)211180設計項目計算及說明書計算結果1.選材 （1）螺桿材料（2）螺母材料2.由耐磨性計算螺紋中徑d2，旋合圈數(shù)z及螺母高度H3.自鎖性驗算4.螺桿強度驗算5.穩(wěn)定性驗算6.螺母設計計算（1）螺紋牙強度計算a)螺紋牙剪切強度b)螺紋牙抗彎強度（2）計算螺母外徑D（3）凸緣尺寸計算a)計算凸緣直徑D1及厚度ab）凸緣支承面擠壓強度計算C)凸緣根部抗彎強度驗算d)凸緣根部抗剪強度驗算7.手柄尺寸的計算a)手柄長度的計算b)手柄直徑的計算8.托杯、底座等結構尺寸的設計a)托杯設計b)底座設計9.效率計算查表4-1，因為是中等精度的一般傳動，所以螺桿材料選擇45鋼，正火處理。查表4-9，假設試件毛坯尺寸100mm,查得屈服強度s=295MPa ，取安全因數(shù)S=4，則許用拉應力 =sS=295MPa4=73.75MPa查表4-3螺母材料為鑄錫青銅ZCuSn10P1查表4-7，低速許用壓強為1825MPa，取p=18MPa,有 d2FPhp選梯形螺紋h=0.5P,取=1.2，有 d211000P1.20.5P18mm=18.01mm查表1-43，根據(jù)梯形螺紋的標準，應按中徑d2=19.00mm選擇外徑為20mm、螺距為2mm的梯形螺紋，但是外徑為20mm的螺紋有兩種螺距:2mm、4mm。應查表1-42梯形螺紋直徑與螺距的標準組合系列：外徑為20mm與螺距為4mm的是標準組合系列。又因為螺距為4mm、外徑為20mm的螺紋中徑為18mm，滿足不了本設計要求，即d218.01mm，因此：再查外徑為24mm的螺紋尺寸并優(yōu)先選擇標準組合外徑和螺距的梯形螺紋。選擇第一系列梯形螺紋：Tr24，螺距為P=5mm。查表1-51，旋合長度63mm,L型，左旋用LH表示，又因起重器為一般用途，選中等精度。綜上所述，螺紋副表示為Tr245LH-7H/7e螺母旋合圈數(shù)為z=d2P=1.221.55=5.16取z=610，所以滿足要求螺母高度H=zP=65mm=30mm查表4-4鋼對青銅的當量摩擦因數(shù)fv=0.080.10取fv=0.10，則當量摩擦角 v=arctanfv=arctan0.105.7106螺紋升角=arctanPd2=arctan521.54.2336，v-1，故自鎖螺桿受壓受扭，用第四強度理論，求總應力ca=（FA）2+3（T10.2d13）2其中螺紋力矩為T1=Ftan+vd22=11000tan5.7106+4.233621.52=20.732 KNA=d124=18.524mm2ca=(41100018.52)2+3(207320.218.53)249.79MPa40應驗算穩(wěn)定性對不淬火螺桿，當90時Fcr=2EI(l)2Fcr=321010318.5464(2241)2=51295.8NS=FcrF=51295.811000=4.6632.54所以滿足穩(wěn)定性要求查表4-8螺母和螺桿材料的許用應力，螺母的許用切應力=3040MPa，取=30MPa。梯形螺紋牙底寬為t1=0.634P=0.6345mm=3.17mm剪切強度計算：=FDt1z=1100024.53.176MPa=7.514MPa=30MPa所以剪切強度足夠。查表4-8螺母和螺桿材料的許用應力，螺母的許用彎曲應力為b=4060MPa，取b=40MPa，查表1-41梯形螺紋基本尺寸，梯形牙高h=2.75mm螺母螺紋牙彎曲強度為b=3FhDt12z=3110002.7524.53.1726MPa=19.56MPab=40MPa，所以螺母螺紋牙彎曲強度足夠。為了更好地將螺母固定在底座上，將螺母做成梯形，也稱異形螺母。螺母螺紋牙受拉和受扭，由第四強度理論可求螺紋牙的總應力=1.3F4(D2-d2)e從而可得異形螺母外徑為D5.2Fe+d2式中螺母螺紋大徑d=24.5mm，查表4-8螺母和螺桿材料的許用應力，螺母的許用彎曲應力為b=4060MPa，取b=50MPa.由材料力學可知：許用拉應力e=0.83b=0.8350MPa=41.5MPa，所以異形螺母外徑為D5.21100041.5+24.52mm=32.23mm圓整后取D=33mm。由經(jīng)驗公式可求異形螺母各尺寸：D1（1.21.3）D,D1=1.333mm=42.9mm，圓整后取D1=43mm。由經(jīng)驗公式求螺母厚度:a=H3=303mm=10mm由經(jīng)驗公式得許用擠壓應力p=1.51.740MPa=(6068)MPa凸緣支承面擠壓強度為P=F（D12-D2）4=110004（432-332）=18.43MPap所以凸緣支承面強度足夠。b=MW=F14(D1-D)Da26=1.5F(D1-D)Da2=1.511000(43-33)33102MPa=15.92MPab=40MPa所以凸緣根部抗彎強度足夠。=FDa=110003310MPa=10.61MPa=30Mpa所以凸緣根部剪切強度足夠。令手柄的扳動力為FH(通常取200N左右)，手柄長為L，扳手力矩為T，則手柄長度為：L=TFH，T為螺紋力矩與托杯支承面的摩擦力矩之和T=T1+T2=Ftan+v+13FD73-D03D72-D02查表4-3螺紋副的當量摩擦因數(shù)：鋼對灰鑄鐵（托杯為HT200，螺桿頭為鋼）=0.120.15，取=0.12。D及其他結構尺寸如圖，具體數(shù)值可按下列經(jīng)驗公式計算：D3=(0.60.7)dD6=(1.71.9)dD5=(2.42.5)dD7=D6-(24)D0=D3+(0.52)B=(1.41.6)d取托杯的厚度10mm,d為螺紋的公稱直徑，所以D7=D6-24=1.71.924-24=40.845.6-24D0=0.60.724+0.52=14.416.8+(0.52)圓整后取D7=45mm，D0=15mmT=11000tan4.2336+5.7106+131.211000453-153452-152=42181.94Nmm所以手柄長度為L=TFH=42181.94200mm=210.9mm取L=200mm，使用時加套管手柄材料：因為沒有特殊要求，因此選用普通碳素鋼Q235，查表4-11，假設手柄直徑在1640mm，查得s=225MPa，取安全系數(shù)為2，許用彎曲應力為b=2252MPa=112.5MPa手柄直徑可按抗彎強度設計，即b=MW=FHL32dk3b所以dk3FHL0.1b=3200210.90.1112.5mm=15.53mm圓整后取dk=18mm選托杯材料：因為托杯受壓，選擇灰鑄鐵HT200，由經(jīng)驗公式P=0.40.5b=0.40.5200MPa=(80100)MPa托杯結構尺寸參看下圖由圖，托杯下端面擠壓強度為p壓=F(D72-D02)4=110004(452-152)MPa=7.781MPaP=80MPa所以托杯強度足夠因為托杯受壓，選擇灰鑄鐵HT200，如圖所示，取底座斜度為1：10，則有12D1-DH1=110所以D2=2H110+D=220010+33mm=73mm圓整后取D2=76mm直徑D8由底座擠壓強度確定p=F4(D82-D22)p如底面為混凝土和木材時，取p=2MPaD84Fp+D22=4110002+762mm=113.04mm圓整后取D8=116mm其他尺寸可以用以下經(jīng)驗公式確定：H1=H+1520=180+(1520),圓整后取H1=200mmD4=D+510=33+(510), 圓整后取D4=40mmD6=1.4D=1.433=46.2, 圓整后取D6=48mmH2=H-a=30-10=20, 圓整后取H2=22mm=(810), 圓整后取=10mm=FP2T=110005242182=20.75%螺桿材料選用45鋼螺母材料選用鑄錫青銅ZCuSn10P1選擇螺紋參數(shù)：d=24mmP=5mmd2=d2=21.5mmd1=18.5mmd1=19.00mmd=24.50mmz=6H=30mmv=5.7106=4.2336v-1，自鎖T1=20732Nca符合強度條件穩(wěn)定性滿足：S=4.663bb螺母螺紋牙滿足強度要求D=33mmD1=43mm